擴增實境學習環境

本節討論現今擴增實境學習環境應用於教育上之情形，分別就「擴增實境學 習環境之範疇」及「擴增實境在教育上的應用」兩個面向，針對擴增實境學習之 意義、教育意涵以及對學習的影響進行探討。

壹、擴增實境的範疇

擴增實境(Augmented Reality, AR)是一種從虛擬實境(Virtual Reality, VR)延伸 而出的技術。然而，不同於虛擬實境，擴增實境著重於將虛擬資訊融入於現實生 活中，建構出虛實整合的環境，藉此將虛擬訊息呈現給使用者(Billinghurst, 2002)。

簡單來說，擴增實境是一種能在現實生活中增加虛擬物件或資訊的技術(El Sayed, Zayed, & Sharawy, 2011)。

Milgram 和 Kishino (1994) 提出 Milgram's Reality-Virtuality Continuum，認為 真實-虛擬是一種連續的概念，位於它們中間的被稱為「混合實境（Mixed Reality）」，

而其中靠近真實環境的是擴增實境（Augmented Reality），靠近虛擬環境的則是 擴增虛境（Augmented Virtuality）。

擴增實境並非將使用者置於虛擬的世界，而是透過技術將虛擬資訊藉由疊加 方式，使其能顯示於定義的位置或符號上，與現實生活環境結合，並將真實環境 擴充。1997 年 Ronald Azuma 定義出擴增實境應包括三個方面的內容；(1) 將虛擬 與現實結合 (Combines real and virtual)；(2) 具即時性的互動 (Interactive in real time)；(3) 呈現於 3 維空間中 (Registered in 3-D)，由此可知擴增實境能同時擁有 真實、互動、空間的性質。

貳、擴增實境在教學上的應用

擴增實境可應用在不同領域如：醫療、硬體安裝與維修、教育、娛樂、定位 相關技術、軍事、遊戲應用程式…等(El Sayed, Zayed, & Sharawy, 2011)。隨著科

技的發展，擴增實境已成為教育和娛樂的重要媒介(Lee, Nelles, Billinghurst, &

Kim, 2004)。Billinghurst (2002)指出，藉由擴增實境所提供的不同經驗，如：(1) 支援真實環境與虛擬環境之間的無縫互動；(2)透過運用形象化介面操作物體；(3) 能在真實與虛擬的環境中流暢的變換，使其特別在教育領域更有價值。

另外，亦有研究顯示，擴增實境用於教育有以下好處(Woods, Billinghurst, Looser, Aldridge, Brown, Garrie, & Nelles, 2004)：(1)學習者喜愛使用這樣的教材並 感到興奮；(2)能讓學習者發揮出更好的空間觀念；(3)容易了解需長時間作用的概 念之事；(4)能呈現出立體模型並可直接操作互動；(5)學習者能自然而然地在學習 中改變先備知識。

而擴增實境技術所創造出的教學和學習環境，有巨大的潛在影響力和眾多利 益(Cooperstock, 2001; Billinghurst, 2002; Shelton & Hedley, 2002; Klopfer & Squire, 2008)，如：(1)透過不同的角度，能給予學習者在探索課程的過程中融入、模擬 及動機(Kerawalla, Luckin, Selijefot, & Woolard, 2006)；(2)當學習內容為學習者無 法直接取得之真實世界中的經驗時(如：地質學、天文學)，能給予學習者協助 (Shelton & Hedley, 2002)；(3)加強學習者和教師之間的合作(Billinghurst, 2002)；(4) 培養學習者的創造力及想像力(Klopfer & Yoon, 2004)；(5)幫助學習者依據自己的 節奏和步調，掌握自己的學習(Hamilton & Olenewa, 2010)；(6)能創造出一個適合 所有學習風格的學習環境 (Classroom Learning with AR, 2010)。

因此，越來越多研究將擴增實境應用於教育中，以輔助學習者學習提升學習 成效。以下就近年來擴增實境應用於教育的研究作整理，並將結果摘要如表 2-1，

以瞭解相關研究之發現與發展。

表 2-1 近年來擴增實境用於教育之相關研究表

作者 主題 研究結果摘要

Yamaguchi, &

Yoshikawa(2013)

光學 以 擴增實 境 建 置光 學 系 統，學習 者透過 由 marker 所建置之形象化介面及實際操作，可讓 學習者更快速並正確的學習光學元件的架設 及作用。

Kamarainen, Metcalf, Grotzer, Browne, Mazzuca, Tutwiler, &

Dede(2013)

& Tsai(2013)

彈性碰撞 使用擴增實境系統進行模擬彈性碰撞學習之 學習者學習成效顯著優於使用傳統 2D 模擬系 統之學習者。

Fonseca, Martí, Redondo, Navarro, &

Sánchez(2013) Pérez-López, Ortega, Soto, Alcañiz,

Contero(2013)

親和力，增加課程中學習者之間或學習者與虛擬資訊的互動，不同於以往的教材 呈現方式，給予學習者新奇的視覺效果及簡單直覺的互動性，並透過新鮮、有趣 的方式，引起學習動機、提升學習者學習興趣，使學習者能沉浸於學習內容中，

並達到較好的學習效益。